【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力負(fù)荷的預(yù)測(cè)不僅應(yīng)有短期負(fù)荷河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 預(yù)測(cè)，還應(yīng)有中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系著發(fā)電廠和變電站電氣主接 線設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，一個(gè)優(yōu)良的設(shè)計(jì)，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長(zhǎng)遠(yuǎn)時(shí)間 (5~10 年 )的檢驗(yàn)。 這往往是設(shè)計(jì)能否成立的重要前提，為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電氣設(shè)備的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等質(zhì)量匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。 ， 包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對(duì)主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。對(duì)此，應(yīng)予以重視。對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸條件亦應(yīng)充分考慮。 （ 2） 主接線方案的擬定與選擇 根據(jù)設(shè) 計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源和出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個(gè)主接線方案（近期和遠(yuǎn)景）。依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2~3 個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，有可能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合最新技術(shù)，對(duì)于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量發(fā)電廠或變電站主接線，還應(yīng)進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最終確定出在技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的方案。 （ 3）短路電流計(jì)算和主要電氣設(shè)備選擇 對(duì)選定的電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì) 算，并選擇合理的電氣設(shè)備。 （ 4）繪制電氣主接線 對(duì)最終確定的電氣主接線，按照要求，繪圖。 此外還要注意： 對(duì)于工程設(shè)計(jì)，無論哪個(gè)設(shè)計(jì)階段 (可行性研究、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì) )，概算都是必不可少的組成部分。它不僅反映工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性的關(guān)系，而且為合理地確定和有效控制工程造價(jià)創(chuàng)造條件，為工程付諸實(shí)施，為投資包干、招標(biāo)承包、正確處理有關(guān)各方的經(jīng)濟(jì)利益關(guān)系提供基礎(chǔ)，概算的編制以設(shè)計(jì)圖紙為基礎(chǔ)，以國(guó)家頒布的《工程建設(shè)預(yù)算費(fèi)用的構(gòu)成及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》、《全國(guó)統(tǒng)一安裝工程預(yù)算定額》、《電力工程概算指標(biāo)》以及 其他有關(guān)文件和具體規(guī)定為依據(jù)，并按國(guó)家定價(jià)與市場(chǎng)調(diào)整或浮動(dòng)價(jià)格相結(jié)合的原則進(jìn)行。概算的構(gòu)成主要有以下內(nèi)容： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 (1)主要設(shè)備器材費(fèi)，包括設(shè)備原價(jià)、主要材料 (鋼材、木材、水泥等 )費(fèi)、設(shè)備運(yùn)雜費(fèi) (含成套服務(wù)費(fèi) )、備品備件購(gòu)置費(fèi)、生產(chǎn)器具購(gòu)置費(fèi)等。除設(shè)備及材料費(fèi)外，其他費(fèi)用均按規(guī)定在器材費(fèi)上乘一系數(shù)而定。其系數(shù)由國(guó)家和地區(qū)隨市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的變化在某一時(shí)期內(nèi)下達(dá)指標(biāo)定額。 (2)安裝工程費(fèi)，包括直接費(fèi)、間接費(fèi)及稅金等。直接費(fèi)指在安裝設(shè)備過程中直接消耗在該設(shè)備上的有關(guān)費(fèi)用，如人工費(fèi)、材料費(fèi)和施工機(jī)械使用費(fèi)等；間接 費(fèi)指安裝設(shè)備過程中為全工程項(xiàng)目服務(wù)，而不直接耗用在特定設(shè)備上的有關(guān)費(fèi)用，如施工管理費(fèi)、臨時(shí)設(shè)施費(fèi)、勞動(dòng)保險(xiǎn)基金和施工隊(duì)伍調(diào)遣費(fèi)用等；稅金是指國(guó)家對(duì)施工企業(yè)承包安裝工程的營(yíng)業(yè)收入所征收的營(yíng)業(yè)稅、教育附加和城市維護(hù)建設(shè)稅。以上各種費(fèi)用都根據(jù)國(guó)家某時(shí)期規(guī)定的不同的費(fèi)率乘以基本直接費(fèi)來計(jì)算。 (3)其他費(fèi)用，系指以上未包括的安裝建設(shè)費(fèi)用，如建設(shè)場(chǎng)地占用及清理費(fèi)、研究試驗(yàn)費(fèi)、聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、工程設(shè)計(jì)費(fèi)及預(yù)備費(fèi)等。所謂預(yù)備費(fèi)是指在各設(shè)計(jì)階段用以解決設(shè)計(jì)變更 (含施工過程中工程量增減、設(shè)備改型、材料代用等 )而增加的 費(fèi)用、一般自然災(zāi)害所造成的損失和預(yù)防自然災(zāi)害所采取的措施費(fèi)用以及預(yù)計(jì)設(shè)備費(fèi)用上漲價(jià)差補(bǔ)償費(fèi)用等。根據(jù)國(guó)家現(xiàn)階段下達(dá)的定額、價(jià)格、費(fèi)率，結(jié)合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，對(duì)上述費(fèi)用逐項(xiàng)計(jì)算，列表匯總相加，即為該工程的概算。 電氣主接線的基本形式 由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。且各回路饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊灰粯?，因而為便于電能的匯集和分配，再進(jìn)出線較多（一般超過 4 回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用電氣設(shè)備 較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。 有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。 電氣主接線選擇 依據(jù)原始資料，經(jīng)過分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟(jì)性的要求，高壓側(cè)有 4回出線，其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有 6 回出河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有 11回出線，其中兩回備用，可以采用單母線分段、單母線分段帶旁路母線的接線方式，經(jīng)過分析 、綜合、組合和比較，提出三種方案： 方案一： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 10kV側(cè)采用單母線分段接線方式。 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活，檢修母線時(shí)不中斷供電，任一組母線故障時(shí)僅短時(shí)停電，可靠性高。缺點(diǎn)是，操作復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操作，檢修任一回路斷路器時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電，任 一 母線故障仍會(huì)短時(shí)停電，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，投資大。 10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式，供給市區(qū)工業(yè)與生活用電，由于一級(jí)負(fù)荷占 30%左右，二級(jí)負(fù)荷占 30%左右，一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷 占 65%左右，采用單母線分段接線方式，優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，造價(jià)低，擴(kuò)展性好，缺點(diǎn)是可靠性靈活性差。方案一主接線圖如下： 圖 2— 1 方案一主接線圖 方案二： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kV 側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式， 10kV 側(cè)采用單母線分段接線方式 ， ,35kV 側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線方式，優(yōu)點(diǎn)是，檢修任一進(jìn)出線斷路器時(shí)，不中斷對(duì)該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加，缺點(diǎn)是，增設(shè)旁路母線后，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)目，接線復(fù)雜， 投資增大。 方案二的主接線圖如下： 圖 2— 2 方案一主接線圖 方案三： 110kV 側(cè)采用雙母線接線方式， 35kV 側(cè)采用單母線分段接線方式，10kV 側(cè)采用雙母線接線方式。 對(duì)于上述三種方案綜合考慮： 該地區(qū)海拔 185m，海拔并不高，對(duì)變電站設(shè)計(jì)沒有特殊要求，地勢(shì)平坦，屬平原地帶，為輕微地震區(qū)，年最高氣溫 +40176。 C，年最低氣溫 10176。 C，年平均氣溫 +12176。 C，最熱月平均最高溫度 +34176。 C。最大風(fēng)速 30m/s，覆冰厚度為 10mm，屬于我國(guó)第 V標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。 《 35kV~ll0kV 變電所設(shè)計(jì) 規(guī)范》第 條：當(dāng)變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)， 6~l0kV 側(cè)宜采用單母分段接線，線路為 l 2 回及以上時(shí)，也可采用雙母線，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。 因此 110kV 側(cè)采用 雙母線 接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經(jīng)濟(jì)性要求，對(duì)于 35kV 側(cè)采用單母線分段接線方式而 10kV 側(cè)采用雙母線接線形式。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 綜合 以上分析 ， 本設(shè)計(jì) 采用第三種方案。 第 3 章 變電站主變壓器選擇 變壓器是電力系統(tǒng)中主要的電氣設(shè)備之一。其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)是變電站可 靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。 主變壓器的選擇 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 在變電站設(shè)計(jì)過程中，一般需要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，以保證對(duì)用戶供電的可靠性。對(duì) 110kV 及以下的終端或分支變電站，如果只有一個(gè)電源，或變電所的重要負(fù)荷有中、低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，對(duì)大型超高壓樞紐變電站，可根據(jù)具體情況裝設(shè) 2~4 臺(tái)主變壓器，以便減小單臺(tái)容量。因此，在本次設(shè)計(jì)中裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。并且兩部變壓器并列運(yùn)行時(shí)必須滿足以下條件： (1)并列變樂器的額定一次、二次電壓必須對(duì)應(yīng)相等。即并列變壓器的電壓比必須相同，允許差值不超過 ％。如果并列變壓器的電壓比不同，則并列變壓器二次繞組的回路內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流，即二次電壓較高的繞組將向二次電壓較低的繞組供給電流，導(dǎo)致繞組過熱甚至燒毀。 (2)并列變壓器的阻抗電壓 (短路電壓 )必須相等。由于并列運(yùn)行變樂器的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，如果阻抗電壓相差很大．可能導(dǎo)致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象，所以要求并列變壓器的阻抗電壓必須相等，允許差值不得超過 110％。 (3)并列變壓器的連接紀(jì)別必須相同。即所有并列變壓器一次 、二 次電壓的相序和相位都必 須對(duì)應(yīng)地相同，否則不能并列運(yùn)行。假設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，一 臺(tái)為 Yyno 型連接，另一臺(tái)為 Dynll 型連接，則它們的二次電壓將出現(xiàn) 30。相位差，從而在兩臺(tái)變壓器的二次繞組間產(chǎn)生電位差，并在兩變壓器的二次側(cè)產(chǎn)生一個(gè)很大的環(huán)流，能使變壓器繞組燒毀。 (4)并列運(yùn)行的變壓器容量比應(yīng)小于 3； 1。即并列運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，如果容量相差懸殊，不僅運(yùn)行很不方便，而且在變壓器特性稍有差河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 異時(shí)，變壓器間的環(huán)流將相當(dāng)顯著，特別是容量小的變壓器容易過負(fù)荷或燒毀。由于變壓器是一種高可靠性的電器，兩部變壓器同時(shí)故障的可能性 極小，不予考慮。 主變壓器容量的選擇 主變壓器選擇的依據(jù)： （ 1） 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷來進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期 10～ 20 年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 （ 2） 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。判定電力系統(tǒng)安全性的一種準(zhǔn)則。又稱單一故障安全準(zhǔn)則。按照這一準(zhǔn)則 ,電力系統(tǒng)的 N 個(gè)元件中的任一獨(dú)立元件（發(fā)電機(jī)、輸電線路、變壓器等）發(fā)生故障而被切除后，應(yīng)不造成因其他線路過負(fù)荷跳閘而導(dǎo)致用戶停電；不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。當(dāng)這一準(zhǔn)則不能滿足時(shí)，則要考慮采用增加發(fā)電機(jī)或輸電線路等措施。 N－ 1 原則與可靠性分析相比較 ,它的計(jì)算簡(jiǎn)便 ,不需搜集元件停運(yùn)率等大量原始數(shù)據(jù)，是一種極為簡(jiǎn)便的安全檢查準(zhǔn)則，在歐美一些電力公司得到了廣泛應(yīng)用。但對(duì)“獨(dú)立元件”的定義不盡相同，如有的公司規(guī)定為一輸電元件（線路或變壓器）和一發(fā)電機(jī)組，或者兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組。中國(guó)某些電力部門在電網(wǎng)規(guī)劃中也采用了 N－ 1 原則，一般規(guī)定一個(gè)獨(dú)立元件為一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，或一條輸電線路，或一臺(tái)變壓器。判斷線路是否過負(fù)荷，通常使用線路發(fā)熱條件的載流量極限值。對(duì)于 有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器的容量一般應(yīng)滿足 60%（ 220kV 及以上電壓等級(jí)的變電所應(yīng)滿足 70%）的全部最大綜合計(jì)算負(fù)荷，以及滿足全部 I 類負(fù)荷 ?S 和大部分 II 類負(fù)荷 ?S (220kV 及以上電壓等級(jí)的變電所，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)滿足全部 I 類負(fù)荷 ?S 和II類負(fù)荷 ?S )，即 ?? ????? SSSSS NN ）和（）（ 1n)~(1n m a x （ 41） 最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算： %)1(c os1 ma xtma x ?? ?????????? ??mi iiPKS （ 42） 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 式中， imaxP — 各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷； m — 出線回路數(shù)； i?cos — 各出線的自然功率因數(shù)； tK — 同時(shí)系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在 ～ 之間； %? — 線損率，取 5%。 結(jié)合原始材料可得： 35kv 側(cè)： M V AS )(1 ??????? 10kv 側(cè)： 總的負(fù)荷為： M V ASSS ???總 取 tK =，則： M V AS ax 3 5 .0 54 9 ???? 則， M V ASS N m a x ???? 因此主變?nèi)萘繛椋?MVASN ? 主變壓器型號(hào)的選擇 （ 1） 相數(shù)選擇 變壓器有單相變壓器和三相變壓器。在 330kV 及以下的發(fā)電廠和變電站中，一般選擇三相變壓器。單相變壓器組由三個(gè)單相的變壓器組成，造價(jià)高、占地多、運(yùn)行費(fèi)用高，多用于 500kV 以上的變電所內(nèi)，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比，價(jià)格低，占地面積小，并且運(yùn)行時(shí)損耗減小 12~15％。只有受變壓器的制 造和運(yùn)輸條件的限制時(shí)，才考慮采用單相變壓器組，在工程設(shè)計(jì)上在 330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。因此在本次設(shè)計(jì)中采用三相變壓器組。 （ 2） 繞組數(shù)選擇： 變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分MV AS ??????? ?????河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 裂式等型式。當(dāng)發(fā)電廠只升高一級(jí)電壓時(shí)或 35kV 及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器。當(dāng)發(fā)電廠有兩級(jí)升高電壓時(shí)，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡(luò)變壓器，其主要作用是實(shí)現(xiàn)高、中壓的聯(lián)絡(luò)。其低壓繞組接成三角形抵消三次諧波分量。 110kV 及以上電壓等級(jí)的變電所中，也經(jīng)常